5 sistema de seguridad

SISTEMAS DE SEGURIDAD:El evento menos deseado durante la perforación de un pozo son el brote o surgencia, los reventones y si estos no son controlados ocasionarán un descontrol. BROTE O SURGENCIA: Es la

entrada no deseada de fluidos a la formación dentro del pozo, tales fluidos como aceite, gas, agua o una mezcla de estos.

REVENTONES: El reventón es el flujo incontrolado de los fluidos de formación y/o de los fluidos del pozo.

DESCONTROL: Se define como un brote de fluidos que no pueden manejarse a voluntad.

Estas condiciones deben ser monitoreadas por el Ingeniero de Lodos y por unidades especializadas (Mud logging), con la finalidad de detectar anomalías rápidamente y poder atacarlas sin perdida de tiempo. Una vez perdidos estos controles primarios, se tendrá en el pozo un descontrol que no es mas que una manifestación incontrolada de fluidos a alta presión.

Para solucionar en parte estos problemas, se tienen en los equipos, equipos especiales que permiten cerrar el pozo y evitar que el fluido invasor salga a superficie.

Estos equipos son las Válvulas Impide-reventones (Blow Out Preventor). Dentro de las funciones principales de este equipo están: Permitir un sello del pozo cuando

ocurra una arremetida, mantener suficiente contrapresión en el pozo

Prevenir que siga la entrada de fluidos desde la formación al pozo, mientras se esta realizando la restauración del pozo a sus condiciones normales.

CABEZAL DE TUBERÍA DE REVESTIMIENTO

El cabezal de tubería de revestimiento forma parte de la instalación permanente del pozo y se usa para anclar y sellar la tubería de revestimiento e instalar el conjunto de preventores . Puede ser de tipo roscable , soldable , bridado o integrado.

PREVENTORES DE REVENTONES El Preventor de Reventón o BOP controla las

arremetidas del pozo, evitando explosiones, incendios y pérdida de equipos y vidas, son equipos que se utilizan para cerrar el pozo y permitir que la cuadrilla controle una arremetida antes de que ocurra un reventón.

Los BOP fueron desarrollados para enfrentar presiones erráticas extremas y flujo incontrolado (amago de reventón de la formación) que surge del yacimiento durante la perforación.

los preventores de reventón evitan que la tubería de perforación y revestimiento, las herramientas y los fluidos de perforación sean expulsados del fondo del pozo cuando hay un amago de reventón.

LOS BOP (BLOWOUT PREVENTER) SE USAN PARA: REGULAR Y MONITOREAR LA

PRESIÓN DEL RECINTO DEL POZO. CERRAR EL POZO, ES DECIR, SELLAR

EL ESPACIO ANULAR ENTRE LAS TUBERÍAS DE PERFORACIÓN Y DE REVESTIMIENTO.

“MATAR” EL POZO O PREVENIR EL FLUJO DE FLUIDOS DE LA FORMACIÓN AL RECINTO DEL POZO.

SELLAR EL CABEZAL DEL POZO RECORTAR LA TUBERÍA DE

REVESTIMIENTO O DE PERFORACIÓN EN CASOS DE EMERGENCIA.

EXISTEN DOS TIPOS BASICOS DE PREVENTOR DE REVENTONES: PREVENTOR ANULAR:Llamados también preventores de bolsa, preventores esféricos o hydrils, son dispositivos versátiles para controlar la presión en la cabeza del pozo, consisten de un elemento de empaque circular hecho de goma que sella al cuadrante, a la sarta de perforación, a los Portamechas o al hoyo mismo si no hubiese sarta en el hoyo, un pistón, un cuerpo y un cabezal (tapa). Este preventor se utiliza como un sello de cierre

de cualquier cosa que puede estar en el pozo y para obtener el sello se deben tener en cuenta algunos factores:

tamaño del pozo diámetro exterior de la tubería presión en el pozo

PARA UNA BUENA OPERACIÓN DEL PREVENTOR ANULAR SE DEBE :

Probar siempre el empaque antes de colocarlo en la tuberia.

No se deben usar presiones mayores a las necesarias

Verificar siempre el manual del fabricante

PREVENTORES DE ARIETELos preventores de ariete tienen como característica principal el poder utilizar diferentes tipos y medidas de arietes, según se requiera en arreglos de los conjuntos de preventores, y por su diseño es considerado el mas seguro.

Se utilizan como control superficial en un pozo, para sellar el espacio anular cuando se tiene tubería en su interior o cerrarlo totalmente, funciona casi siempre hidráulicamente para cerrar el espacio anular alrededor de la tubería en el pozo.

Consisten en grandes válvulas de acero (arietes) que tienen elementos de goma que sirven de sello.

Los preventores de ariete trabajan con presiones de 3000,5000,10000, 15000 psi.

CARACTERISTICAS DEL PREVENTOR DE ARIETE 1. utilizan diferentes tipos y medidas de

arietes de acuerdo a los preventores elegidos.

2. el cuerpo del preventor se fabrica como una unidad sencilla o doble.

3. puede instalarse en pozos terrestres o marinos.

4. la presion del pozo ayuda a mantener cerrados los arietes.

5. tiene un sistema de operación secundario para cerrar manualmente los arietes.

6. los arietes de corte sirven para cortar la tubería y cerrar completamente el pozo.

LAS ESCLUSAS

El preventor de esclusa es un bloque de acero que se recorta de manera de adecuarse al tamaño de la tubería alrededor de la cual va a cerrarse.

Las esclusas de la mayoría de los sistemas de BOP se cierran a través de pistones hidráulicos.

A continuación veremos donde se sitúan las esclusas:Como vemos en la figura existe un conjunto de esclusas, las cuales definiremos a continuación

ESCLUSAS DE TUBERÍA

Están preparadas para cerrar sobre la tubería.

La ventaja y limitación fundamental de una esclusa de tubería es el recorte del medio circulo en el cuerpo de la esclusa

La finalidad del recorte es poder cerrar y proveer un buen sellado alrededor de una tubería de tamaño o diámetro particular

ESCLUSAS CIEGAS (DE CIERRE TOTAL)

No presenta recorte de tubería en el cuerpo de la esclusa.

Estas cuentan con elementos empaquetadores de buen tamaño y están diseñas para cerrar sobre el pozo abierto.

Cuando se prueban deben hacerse la máxima presión de trabajo.

ESCLUSA ( DE CORTE) Tienen hojas filosas

especiales para cortar tubulares.

Se utilizan presiones mas elevadas dependiendo del tipo de esclusa de corte y del tubular a cortar.

ESCLUSAS (CIEGAS / DE CORTE)

Combinan las ventajas de las esclusas ciegas de cierre de pozo abierto con las de cortadora.

Su ventaja es de cortar la tubería para luego proceder a sellar la abertura del pozo.

También se gana espacio al utilizar un solo juego en lugar de dos, para realizar las tareas necesarias

ESCLUSAS DE DIAMETRO VARIABLE Se utilizan para sellar sobre distintos

diámetros de tuberías. Se utilizan en pozos con columnas de

diámetros combinadas en los que el espacio resulta muy importante.

La colocación de la esclusa en el preventor evita un viaje de ida y vuelta del conjunto submarino del BOP, este se debe a que no es necesario cambiar las esclusas al utilizar las columnas de tuberías de diferente tamaño.

MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE LAS ESCLUSAS

Deben cerrarse con una presión de 1500 psi, No se debe probar el funcionamiento de las esclusas de

tubería sin haber colocado los preventores. Al cambiar las empaquetadoras de las esclusas surgen

problemas por los cierres y sellos de bonete. Deben minimizarse el movimiento de las tuberías a través

de las esclusas de tubería, evitar cambios bruscos de dirección de movimiento.

LOS CARRETOSSon espaciadores entre los preventores, provistos de orificios donde se conectan la línea que va al distribuidor de flujo usado para controlar las arremetidas y líneas de matar el pozo, por donde se bombea lodo pesado

LOS ESTRANGULADORES (chockes)

El estrangulador ( choque ) es un elemento que controla el caudal de circulación de los

fluidos. Al restringir el paso del fluido con un orificio se genera

una contrapresión, lo que provee un método del control del

caudal del flujo y de la presión del pozo

SE DEBE TOMAR EN CUENTA LOS SIGUIENTES FACTORES PARA SU DISEÑO: Establecer la presión máxima de trabajo

El entorno ecológico

La composición, abrasividad y toxicidad de los fluidos congénitos y volumen a manejar

  Los estranguladores pueden ser: ESTRANGULADORES FIJOS

ESTRANGULADORES AJUSTABLES

ESTRANGULADOR MANUAL AJUSTABLE ( VALVULA AGUJA)Posee un vástago( aguja ) y asiento cónicos. a medida que el vástago se acerca al asiento, disminuye el espacio anular y se restringe el paso de fluido, esto produce una mayor contrapresion en el pozo . Sirve como el estrangulador de

apoyo y muchas veces como el estrangulador primario en las operaciones

ESTRANGULADOR AJUSTABLE A CONTROL REMOTOLos estranguladores ajustables remotos son losestranguladores preferidos en las operaciones deperforación y para trabajos relacionados con presión.Proveen la capacidad de supervisar las presiones, lasemboladas y controlar la posición del estrangulador,todo desde una sola consola. Los dos fabricantesmás comunes son Cameron y Swaco..

ESTRANGULADOR CAMERON

disponible con rangos de operación entre 5000 a 15000 psi Están compensados (especificados) para

trabajar con H2S. provee una apertura de 2” (50.8 mm). El mecanismo de operación es un cilindro de

doble acción que opera con la presión hidráulica de la consola

del estrangulador.

ESTRANGULADOR SWACO

disponible en rangos de operación entre10000 psi y 15000 psi El estrangulador de 10000 psi (689.47 bar) estádisponible con especificación normal y para H2S. produce una apertura de un poco menos de 2” (50.8 mm).

PANELES DEL ESTRANGULADOR REMOTOincluyen : la posición del estrangulador contadores de golpes (emboladas)

y/o volumen, medidores de presión de la tubería

vertical y la tubería de revestimiento,

una bomba para operaciones hidráulicas

interruptor para prender-apagar

VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y FLOTADORES

Un medio para cerrar la tubería de sondeo es una parte básica del equipamiento del control del pozo.

El equipamiento para cierres de tubing o barra de sondeo incluye válvulas de seguridad, válvulas flotadoras y BOP interiores.

VÁLVULA SUPERIOR DE VÁSTAGO

El objetivo principal de la válvula superior del vástago es proteger el manguerote del vástago, la cabeza de inyección y el equipamiento de superficie de la alta presión del pozo

VÁLVULA INFERIOR DEL VÁSTAGO

La válvula inferior del vástago (figura 26) es una válvula de apertura plena que se utiliza como reserva de la válvula superior. Permite la remoción del vástago cuando la presión esta en la tubería.

ACUMULADOR: Son varios recipientes en forma

de botella o esféricos están localizados en la unidad de operaciones y es allí donde se guarda el fluido hidráulico. Posee líneas de alta presión que llevan el fluido hidráulico a los preventores y cuando las válvulas se activan, el fluido causa que los preventores actúen. Ya que los preventores se deben poder sellar rápidamente cuando es necesario, el fluido hidráulico se tiene que poner bajo 1.500 a 3.000 psi de presión utilizando el gas nitrógeno contenido en los recipientes.

Mantenimiento del Acumulador

Limpiar y levantar el filtro del aire

Llenar el lubricador de aire con aceite especificado

Verificar el empaque de la bomba de aire.

Verificar el empaque de la bomba de accionamiento eléctrico

Desmontar y limpiar los filtros de succión

Botellas del Acumulador

 Chequear la presión de precarga de nitrógeno en cada botella

Aplicar una gota de aceite en la válvula para comprobar cualquier liqueo de nitrógeno.

Aplicar un poco de grasa en las secciones roscadas que cubren la botella.

Equipos para manejar el gasSEPARADORES DE GAS DEL LODO (GAS BUSTERS)

Un separador de gas es un recipientesencillo y abierto que está conectado a la punta dela línea del manifold o estrangulador, justo antesde que el fluido entra en la pileta de succión olínea de retorno

DESGASIFICADORESPermite la separación continua de pequeñas cantidades de gas presentes en lodo para evitar la reducción de la densidad del mismo, la eficiencia de la bomba del lodo y la Presión hidrostática ejercida por la columna del lodo.

LAS LÍNEAS DE MATARLas líneas de matar van desde la bomba del lodo al conjunto de válvulas de seguridad, conectándose a estas en el lado opuesto a las líneas de estrangulación. A través de esa línea se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presión se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se ejerce suficiente presión hidrostática contra las paredes del hoyo para prevenir cualquier irrupción de fluido al pozo.

EL TANQUE DE VIAJE

Es una estructura metálica utilizada con la finalidad de contabilizar el volumen de lodo en el hoyo durante los viajes de tuberías; permiten detectar si la sarta de perforación está desplazando o manteniendo el volumen dentro de hoyo cuando se meta o se saque la tubería del mismo. Posee una escala graduada que facilita la medición más exacta de estos volúmenes.

MANIFOLD DE AHOGOEl manifold de ahogo sirve para facilitar la circulación desde el conjunto de BOP, bajo una presión controlada.

DESCRIPCION E INSTALACION DEL

MANIFOLD DE AHOGO

UN EQUIPAMIENTO DE MULTIPLES ENTRADAS Y SALIDAS

LOS COMPONENTES DEBEN SEGUIR LAS ESP. DE LAS NORMAS API

PARA P=206.8 BAR O MAS, SE USAN CONEXIONES ESPECIALES.

LAS LINEAS AL ESTRANGULADOR DEBEN:

- SER LO MAS RECTAS POSIBLES. - ESTAR ANCLADAS. - TENER UN ORIFICIO DEL TAMAÑO NECESARIO. LA LINEA DE PURGA (LINEA DE

VENTEO)

INSTALACION DEL CONJUNTO BOP

VERIFICAR CADA PREVENTOR

TENER PRECAUCION AL LEVANTAR LA UNIDAD

LIMPIAR LAS RANURAS DE ARO Y SUPERFICIES DE EMPALME

MANTENER LIMPIOS LOS ORIFICIOS HIDRAULICOS.

PROBLEMA DE POZO

Se perfora un pozo con un lodo de 12 Ppg. Una cañería de revestimiento esta cementada a 1000 pies. A una profundidad de 7000 pies se encontró una arena de alta presión y entro gas de la formación al pozo pudiendo ocasionar un descontrol, al cerrar la válvula de seguridad, el gas a presión se acumulo en la válvula. Para la densidad de lodo se utilizo una diferencial de presión de 300 psi. La presión máxima registrada en la válvula fue de 450psi.Calcular:a) La presión de formación que se esperaba encontrarb) La presión de formación que se encontróc) La densidad del lodo para continuar la perforación, usando la misma diferencial de presión.

A) PRESION DE FORMACION A ENCONTRAR

∆P= Ph – Pf ; Ph>PfPf= Ph + ∆PPh= 0,052 ● ρ ● Prof.Ph= 0,052 ● 12Lpg ●

7000FtPh= 4368 Psi

Pf= (4368 – 300)Psi = 4068Psi

B) PRESION DE FORMACIÓN ENCONTRADAPsup. = Pf - Ph

Pf = Ph + PsupPf = (4368 + 450)Psi =

4818 Psi

C) DENSIDAD DEL LODO PARA SEGUIR PERFORANDO Calculo de la nueva presión hidrostática

Ph = Pf + ∆PPh = (4818 + 300)Psi =5118Psi

Ph = 0,052● ρ ● Prof.ρ = ρ = ρ = 14,06 Lpg

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

los magios